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GISELA
- Globale Karten des Auftretens der sporadischen E Schichten für den Winter 2008/2009 (obere Reihe) und Sommer 2009 (untere Reihe).
[1]
- © C. Arras (GFZ)
Für die Dynamik der oberen
Atmosphäre der Erde spielen Kopplungsprozesse zwischen den
verschiedenen Schichten der neutralen Atmosphäre und Ionosphäre eine
wichtige Rolle. Mit Hilfe genauer Messungen von niedrig fliegender
Satelliten z.B. der Massendichte, der zonalen Winde oder auch von
Elektronendichteprofilen haben wurden in den letzten Jahren
Fortschritte beim Erfassen und Verstehen der Kopplungsmechanismen
gemacht.
Im Rahmen dieses Projekts sollen der Fokus auf der Beobachtung
sporadischer E Schichten liegen. So sollen sowohl deren
Auftretenshäufigkeit als auch ihre Eigenschaften aus GPS
Radiookkultationsdaten der Satelliten CHAMP, GRACE, TerraSAR-X,
TanDEM-X und FORMOSAT-3/COSMIC erfasst werden. Seit dem Start des
Satelliten CHAMP im Jahr 2000, wurden kontinuierlich
Radiookkultationsdaten aufgezeichnet. Inzwischen sind mehr als fünf
Millionen Profile verfügbar. Das ermöglicht sowohl die Eigenschaften
der sporadischen E Schichten auf globaler Skala zu untersuchen als
auch mögliche statistische Trends in der inzwischen 15 Jahre
dauernden Zeitreihe zu entschlüsseln.
Bisher existieren nur Daten zur Häufigkeit der sporadischen E
Schichten aus Radiookkultationsprofilen. Diese Datenbasis soll nun
erstmalig um Informationen der Intensität der einzelnen Schichten
erweitert werden. Die neuen Informationen über Eigenschaften der
sporadischen E Schichten können dazu genutzt werden, des Verhalten
der Störungen selbst statistischen zu untersuchen, als auch um nach
Parametern zu suchen, die die Entstehung der sporadischen E Schichten
beeinflussen wie beispielsweise den Einfluss des Erdmagnetfeldes oder
vertikale Windscherungen, die von den atmosphärischen Gezeiten
verursacht werden. Außerdem soll untersucht werden, ob die Stärke
der sporadischen E Schichten Abhängikeiten vom Solarzyklus oder von
der Menge der Meteore abhängt, oder ob es Kopplungen zu anderen
Phänomenen der Ionosphäre gibt.
Das Projekt wird von der DFG im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1788
„DynamicEarth [2]” gefördert.
Projektantrag: Dr. Christina Arras (GFZ) [3], Prof.
Jens Wickert (TUB/GFZ) [4]
Projektleitung: Dr. Christina Arras (GFZ) [5]
Referenzen:
[1] Arras, C., J. Wickert, C. Jacobi, S. Heise, G. Beyerle, and T.
Schmidt (2008): A global climatology of ionospheric irregularities
derived from GPS radio occultation, Geophys. Res. Lett., 35, L14,809,
doi:10.1029/2008GL034158.
[2] Arras, C., C. Jacobi, and J. Wickert (2009): Semidiurnal tidal
signature in sporadic E occurrence rates derived from GPS radio
occultation measurements at higher midlatitudes, Ann. Geophys., 27,
2555–2563.
[3] Arras, C., C. Jacobi, J. Wickert, S. Heise, and T. Schmidt (2010):
Sporadic E signatures revealed from multi-satellite radio occultation
measurements, Adv. in Radio Sci., 8, 225–230,
doi:10.5194/ars-8-225-2010.
[4] Arras, C. (2010): A global Survey of Sporadic E Layers based on
GPS Radio Occultations by CHAMP, GRACE and FORMOSAT-3/COSMIC, PhD
thesis, University of Leipzig.
[5] Arras, C., J. Wickert, C. Jacobi, G. Beyerle, S. Heise, and T.
Schmidt (2012):Global sporadic E layer characteristics obtained from
GPS radio occultation measurements, Springer, F.-J. Lübken,
Dordrecht, The Netherlands.
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